Mixing in Single Screw Extrusion

Onderzoeksproject (lopend) - Dit onderzoek is een vervolg op het project ‘Duurzame extrusieprocessen bij de productie van buizen', maar dit keer met een bredere scope. 

Doelstelling

Het doel van dit onderzoek is het voorspellen van het dispersieve en distributieve mengproces in een enkelschroefsextruder aan de hand van simulatie van de doseersectie van de extruder.

Werking enkelschroefsextruders 

Een extruder is een apparaat dat speciaal is ontworpen om kunststof in vaste vorm (vaak granulaat) onder druk om te zetten in gesmolten kunststof. 

Enkelschroefsextruders worden vaak gebruikt bij de productie van kunststof buizen. In principe bestaat deze enkelschroefsextruder uit een transportgedeelte, een compressiegedeelte en een doseergedeelte. In het transportgedeelte wordt het kunststof getransporteerd als een vast granulaat, in het compressiegedeelte wordt het kunststof gesmolten en in het doseergedeelte wordt het polymeer getransporteerd door een viskeuze weerstand die de output tegenover de drukopbouw bepaalt. Een nadeel van enkelschroefsextruders is de slechte mengkwaliteit.

Het mengproces

Om speciale eigenschappen, zoals een kleur aan een buis toe te voegen, moet er eerst ander materiaal aan de extruder worden toegevoegd, die perfect gemengd moet zijn met het basismateriaal. Om kosten te besparen worden masterbatches gebruikt in plaats van bijvoorbeeld gekleurd granulaat. Een masterbatch is een geconcentreerd mengsel van, in dit geval, kleurstof en polymeer. Om de masterbatch homogeen met het basismateriaal te mengen, worden er na de doseersectie mengelementen aan de schroef toegevoegd om het distributieve en dispergerende mengen te verbeteren. Door de mengkwaliteit te verbeteren, kunnen de kosten worden verlaagd door de concentratie kleurstof te verhogen en zo de benodigde hoeveelheid masterbatch te verminderen.

Het mengen is sterk afhankelijk van het smeltgedrag in het compressiegedeelte van de schroef. Om dit proces te verbeteren en het breken van een vast bed te voorkomen, is in het compressiegedeelte een zogenaamde barrièreschroef geïnstalleerd. In deze barrièreschroef worden vloeistoffen en vaste stoffen van elkaar gescheiden.

Resultaten

De resultaten van het onderzoek moet leiden tot beter begrip van het menggedrag van een extruder, om mengelementen effectiever te ontwerpen. Hierdoor zou het aantal masterbatches bij de productie van bijvoorbeeld gekleurde buizen kunnen worden verminderd. Daarnaast zou het onderzoek moeten leiden tot uitbreiding van de technische regels om de output van een extruder te voorspellen naar hogere waarden.

Soort Experimenteel Onderzoek
Opdrachtgever TechForFuture
Partners Hogeschool Windesheim, Wavin T&I (Orbia)
Status Lopend


TechForFuture 
Logo TechForFuture

Het onderzoeksproject 'Mixing in Single Screw Extrusion' wordt mede mogelijk gemaakt door TechForFuture, Centre of Expertise HTSM Oost, een initiatief van Saxion en Windesheim.